Síntesis, Caracterización y Actividad fotocatalítica de TiO2 depositada sobre SiO2 - Fe3O4

Abstract

El TiO2 en fase anatasa obtenido mediante la técnica sol-gel, a baja temperatura se deposita sobre un sistema de óxidos conformados por núcleos magnéticos de Fe3O4 encapsulados en una red de SiO2 mesoporosa, los cuales se incorporan mediante un surfactante catiónico, bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB), en la síntesis. Para favorecer la formación de la estructura mesoporosa, el CTAB es eliminado posteriormente por calcinación a 350 °C. Se estudiaron diferentes relaciones molares [CTAB]/[Si]. Los sólidos se caracterizaron mediante DRX y superficie específica de BET. La actividad fotocatalítica de los catalizadores fue evaluada en la degradación del colorante azoico artificial tartrazina, y también se analizó la efectividad de cada catalizador por unidad de masa, lo que comúnmente se conoce como turnover rate, determinándose de ese modo el mejor rendimiento fotocatalítico. Los resultados obtenidos indicaron que la deposición de la titania en sílice mesoporosa produce un catalizador con mayor actividad fotocatalítica.

TiO2 anatase phase was obtained at low temperature by the sol-gel technique. TiO2 has been deposited on a system of oxides made up of magnetic nuclei of Fe3O4 encapsulated by a mesoporous SiO2 network, which have been achieved from the incorporation in the synthesis by a cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). To promote the formation of the mesoporous structure, the CTAB was subsequently removed by calcination at 350 ° C. Different molar ratios [CTAB] / [Si] have been studied. The solids were characterized by XRD and specific surface BET. The photocatalytic activity of the catalysts was evaluated in the degradation of the artificial azo dye tartrazine, and the specific effectiveness of each catalyst was also analyzed, through turnover rate, thus obtaining the best photocatalytic performance. The observed results indicated that the deposition of titania on mesoporous silica results in a catalyst with improved photocatalytic activity.